第7講交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)

1、第六章 交通誘導(dǎo)技術(shù) n6.1 交通誘導(dǎo)概述交通誘導(dǎo)概述n6.2 信息發(fā)布技術(shù)信息發(fā)布技術(shù)n6.3 動態(tài)交通誘導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)動態(tài)交通誘導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)n6.4 停車誘導(dǎo)系統(tǒng)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)6.1 交通流誘導(dǎo)概述 n 交通流誘導(dǎo)：交通流誘導(dǎo)：通過一定的信息傳播媒介，向交通通過一定的信息傳播媒介，向交通參與者提供道路的實(shí)際運(yùn)行情況，提醒、建議或參與者提供道路的實(shí)際運(yùn)行情況，提醒、建議或控制交通參與者選擇最佳的行走路線，避免和減控制交通參與者選擇最佳的行走路線，避免和減少行程延誤及損失的一種交通控制方式。少行程延誤及損失的一種交通控制方式。n特點(diǎn)：特點(diǎn)：是一種主動式的交通控制方式，通過傳遞是一種主動式的交通控制方

2、式，通過傳遞情報消息引導(dǎo)和控制交通參與者的交通行為。情報消息引導(dǎo)和控制交通參與者的交通行為。n目的：目的：方便出行，緩解擁堵、控制交通安全、暢方便出行，緩解擁堵、控制交通安全、暢通、有序的運(yùn)行。通、有序的運(yùn)行。 6.1 交通流誘導(dǎo)概述交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)的起源 ：n交通誘導(dǎo)系統(tǒng)產(chǎn)生的背景：日益嚴(yán)重的交通擁堵。交通誘導(dǎo)系統(tǒng)產(chǎn)生的背景：日益嚴(yán)重的交通擁堵。n交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)的歷程：從靜態(tài)系統(tǒng)到動態(tài)系統(tǒng)。交通流誘導(dǎo)系統(tǒng)的歷程：從靜態(tài)系統(tǒng)到動態(tài)系統(tǒng)。n靜態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)：用記錄的交通狀況的歷史數(shù)據(jù)作為靜態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)：用記錄的交通狀況的歷史數(shù)據(jù)作為誘導(dǎo)依據(jù)。誘導(dǎo)依據(jù)。n動態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)：用實(shí)時的交通流數(shù)據(jù)作為誘導(dǎo)依據(jù)動態(tài)誘

3、導(dǎo)系統(tǒng)：用實(shí)時的交通流數(shù)據(jù)作為誘導(dǎo)依據(jù)靜態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)n靜態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)研究始于20世紀(jì)70年代。n特征：使用靜態(tài)的標(biāo)志牌指引道路；使用記錄交通狀況的歷史數(shù)據(jù)庫或者地理信息系統(tǒng)(數(shù)字地圖)進(jìn)行路線引導(dǎo) 靜態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)雖然可以指路，但是，并不能反映情況靜態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)雖然可以指路，但是，并不能反映情況變化。為此開發(fā)了動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前交通狀變化。為此開發(fā)了動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前交通狀況進(jìn)行誘導(dǎo)況進(jìn)行誘導(dǎo)作為出行者，需要哪些方面的交通誘導(dǎo)呢？n路怎么走n路堵不堵n車怎么停要解決的問題： 車在哪里？車輛定位 目的地在哪里？電子地圖 怎么走更合理？交通量檢測，路徑計算 停車場有沒有停車位？車輛檢測 誘導(dǎo)后交

4、通不能堵塞動態(tài)交通分配動態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)n要解決交通的誘導(dǎo)問題就必須解決動態(tài)和隨機(jī)的交通流量在路段和交叉路口的分配問題，即所謂的“實(shí)時動態(tài)交通分配 （Real TimeDynam1c Traffic Assignment)”。n這理論的主要功能是：預(yù)測交通運(yùn)輸系統(tǒng)狀況、提供道路引導(dǎo)系統(tǒng)、引導(dǎo)車輛在最佳線路上行駛、為出行者提供出發(fā)時間和選擇方式、提供誘導(dǎo)系統(tǒng)與交通控制系統(tǒng)的相互聯(lián)系、為先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)和交通信息系統(tǒng)提供重要的理論基礎(chǔ)。n可見，動態(tài)交通誘導(dǎo)，既需要相關(guān)的硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)，又需要相關(guān)的數(shù)學(xué)理論。動態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)(1)交通信息中心。這是動態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)的核心。該系統(tǒng)中硬件系統(tǒng)是由計算機(jī)和各種通信

5、設(shè)備組成，主要功能是從各種信息源獲得實(shí)時交通信息，并處理成用戶需要的數(shù)據(jù)形式；(2)通信系統(tǒng)。負(fù)責(zé)完成車輛和交通信息中心的數(shù)據(jù)交換。信息中心通過通信系統(tǒng)向所有車輛不斷發(fā)送實(shí)時交通狀況數(shù)據(jù)，包括路段行程時間、交通事件以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)；(3)車載誘導(dǎo)單元。車載誘導(dǎo)設(shè)備主要由計算機(jī)、通信設(shè)備和車輛定位設(shè)備組成。定位設(shè)備為GPS接收機(jī)或信號接收機(jī)及速度、方向傳感器等其他定位設(shè)備。該模塊的功能是接收、儲存和處理交通信息，為駕駛?cè)藛T提供良好的人機(jī)界面，方便駕駛?cè)藛T輸入信息和獲得誘導(dǎo)指令。動態(tài)交通誘導(dǎo)硬件系統(tǒng)主要由3部分組成：日本 動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究最早開始于動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的研究最早開始于20世紀(jì)世紀(jì)

6、70年代中期年代中期的日本，首先進(jìn)行了基于的日本，首先進(jìn)行了基于FR射頻通信的車載動態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)射頻通信的車載動態(tài)誘導(dǎo)系統(tǒng)的開發(fā)試驗，并得到了可以減少的開發(fā)試驗，并得到了可以減少13行程時間的結(jié)論，但行程時間的結(jié)論，但是由于受當(dāng)時技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素的限制該研究項目沒有繼是由于受當(dāng)時技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素的限制該研究項目沒有繼續(xù)下去。續(xù)下去。 在在20世紀(jì)世紀(jì)80年代又相繼進(jìn)行了道路車輛通信系統(tǒng)年代又相繼進(jìn)行了道路車輛通信系統(tǒng)(nACS)和高級車輛交通信息與通信系統(tǒng)和高級車輛交通信息與通信系統(tǒng)(AMTlC)的研究，的研究，20世紀(jì)世紀(jì)1990年開始的年開始的VICS（車輛信息與通信系統(tǒng)）項目（車輛信息與通

7、信系統(tǒng)）項目則是世界上第一個全國統(tǒng)一的車輛信息與通信系統(tǒng)則是世界上第一個全國統(tǒng)一的車輛信息與通信系統(tǒng) 。國外動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展情況美國 Pathfinder是美國第一個IVHS（智能車輛公路系統(tǒng)）研究項目，它提供的信息為道路擁擠程度信息，以文字形式顯示于電子地圖上或以語音方式提示駕駛員。 1991年7月到1996年12月間，美國在Illinois的Chicago進(jìn)行了ADVANCE (Advanced Driver and Vehicle Advisory Navigation Concept)項目的研究，這也是一種分布式的路徑誘導(dǎo)系統(tǒng)。目前美國投入使用的MAYDAY系統(tǒng)可以自動向用戶報告

8、車輛位置，用戶在必要時可以獲得緊急幫助。該系統(tǒng)的擴(kuò)充功能包括：出行者信息、路徑幫助和誘導(dǎo)等服務(wù)。國外動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展情況我國動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的發(fā)展情況 我國的一些城市，都建立了交通誘導(dǎo)廣播系統(tǒng)。道路上的交通信息由車輛檢測設(shè)備和攝像機(jī)鏡頭自動采集并持續(xù)不斷地送到交通指揮中心，經(jīng)計算機(jī)處理后的結(jié)果自動傳送到交通廣播電臺的監(jiān)視終端和打印機(jī)上，再由播音員每隔一定時間或隨時予以播出。 這是動態(tài)交通誘導(dǎo)的初級形式，其誘導(dǎo)效果是很有限的，而車載分布式誘導(dǎo)系統(tǒng)或單車自主式誘導(dǎo)系統(tǒng)還未見報導(dǎo)。 發(fā)達(dá)國家的交通誘導(dǎo)系統(tǒng)起到了方便陌生出行者出行、緩解交通擁擠的目的，受到了用戶的歡迎。但也應(yīng)該看到，一方面受經(jīng)濟(jì)

9、水平、技術(shù)水平和交通特點(diǎn)的限制，其研究開發(fā)的成果不可能直接應(yīng)用于我國的道路交通系統(tǒng)；另一方面，發(fā)達(dá)國家目前也僅實(shí)現(xiàn)了以歷史數(shù)據(jù)為依據(jù)的誘導(dǎo)，而基于實(shí)時動態(tài)交通信息的、更為實(shí)用的誘導(dǎo)功能尚在研究開發(fā)之中；此外，由于我國的道路基礎(chǔ)設(shè)施較差，而社會對交通的需求發(fā)展迅猛，因此為了緩解交通供應(yīng)與交通需求的矛盾，研究開發(fā)符合國情的動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)，最大限度地提高運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的使用效率具有重大意義。 研究動態(tài)交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的意義n按照交通誘導(dǎo)信息顯示的位置，可分為車內(nèi)誘導(dǎo)系統(tǒng)和車外誘導(dǎo)系統(tǒng)。 n按照交通誘導(dǎo)信息作用于交通參與者的時間分為出行前誘導(dǎo)系統(tǒng)和出行中誘導(dǎo)系統(tǒng)。交通誘導(dǎo)系統(tǒng)分類n出行前誘導(dǎo)系統(tǒng)：出行前誘導(dǎo)系

10、統(tǒng)是交通管理者通過網(wǎng)絡(luò)、大眾公共媒體發(fā)布動態(tài)交通信息，或者提供出行前交通查詢系統(tǒng)，輔助交通出行者進(jìn)行出發(fā)時刻、出行方式、出行路徑選擇、停車場位置選擇等決策，以避開交通高峰時段，同時也可提高道路的時空利用率。n出行中誘導(dǎo)系統(tǒng)：出行中誘導(dǎo)系統(tǒng)是城市交通誘導(dǎo)控制中心根據(jù)實(shí)時檢測到的交通信息狀況，把一定區(qū)域或范圍內(nèi)交通狀況的客觀信息以及行車路線的進(jìn)一步建議通過可變信息標(biāo)志、移動智能終端、交通廣播臺、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、專用終端等發(fā)布給出行中的交通參與者，從而提醒、建議或控制交通參與者選擇最佳的行車路線。n靜態(tài)信息：靜態(tài)交通信息是指交通系統(tǒng)中一段時間內(nèi)穩(wěn)定不變的信息，主要包括道路交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)信息（如道路等級、

11、長度、收費(fèi)等）、公共交通系統(tǒng)的基礎(chǔ)運(yùn)營信息（線路、發(fā)車間隔、運(yùn)營時間）、靜態(tài)交通信息（停車場位置、收費(fèi)）等。n動態(tài)信息： 動態(tài)交通信息是指實(shí)時道路交通流信息、交通控制狀態(tài)信息以及實(shí)時交通環(huán)境信息等在時間和空間上相對變化著的信息。包括道路交通狀態(tài)信息、交通事件信息、施工養(yǎng)護(hù)信息、交通氣象環(huán)境等。 誘導(dǎo)信息n目前主要的交通誘導(dǎo)手段包括可變信息標(biāo)志、聲訊語音平臺、短信平臺、指路服務(wù)站、網(wǎng)站、個人移動終端(手機(jī)/PDA)、車載終端、交通廣播臺、微博等。由于各方式的受眾群體不同，通常，一個城市綜合交通信息系統(tǒng)會支持以上大多數(shù)的交通信息發(fā)布及誘導(dǎo)手段。 誘導(dǎo)方式一、路邊固定信息發(fā)布技術(shù)n 路邊交通信息的發(fā)

12、布主要有可變信息標(biāo)志VMS、路邊數(shù)字廣播、路側(cè)短距離車路信息交互。這里以應(yīng)用最廣的VMS為例介紹其設(shè)施布設(shè)及信息組織發(fā)布策略。6.2 信息發(fā)布技術(shù)1、VMS布設(shè)技術(shù)n布設(shè)原理：可變信息標(biāo)志布設(shè)的基本原理就是充分考慮動態(tài)行車條件下駕駛員的行動特性（如感知和決策的時間、行動過程），確定合理的前置距離和標(biāo)志尺寸，保證駕駛員有充分的時間感知信息、進(jìn)行決策和采取行動。 6.2 信息發(fā)布技術(shù)n布設(shè)原則 (1)結(jié)合匝道控制 (2)結(jié)合道路形態(tài)特點(diǎn) (3)適應(yīng)實(shí)際道路環(huán)境 (4)符合交通行為安全原理6.2 信息發(fā)布技術(shù)2、信息組織策略n發(fā)布內(nèi)容 交通信息根據(jù)信息發(fā)布內(nèi)容，可以分為動態(tài)信息和靜態(tài)信息；根據(jù)信息發(fā)

13、布方式，可以分為自動發(fā)布和人工發(fā)布。靜態(tài)信息一般是指宣傳標(biāo)語、法規(guī)通知等，實(shí)現(xiàn)起來相對簡單。這里主要討論對交通動態(tài)信息進(jìn)行發(fā)布。6.2 信息發(fā)布技術(shù) (1)發(fā)布行程速度和旅行時間。 行程速度和旅行時間可以自動發(fā)布，但是需在發(fā)布區(qū)間連續(xù)設(shè)置流量監(jiān)測器。對于斷續(xù)流，交通信號控制系統(tǒng)會影響信息發(fā)布的準(zhǔn)確性，故這一類的信息多發(fā)布在連續(xù)流或快速路區(qū)間。一般用紅、黃、綠三色表示道路交通運(yùn)行況，紅色代表堵塞，黃色代表擁擠，而綠色代表暢通。 (2)發(fā)布交通事件及其相應(yīng)的交通管控信息 事件信息一般發(fā)布為文字信息，主要指與交通相關(guān)的突發(fā)事件信息，如道路交通事故信息，影響交通通行的災(zāi)害天氣、火災(zāi)等應(yīng)急交通管制信息。

14、6.2 信息發(fā)布技術(shù)(3)發(fā)布計劃性交通管制信息。 計劃交通管制信息指大型活動、大型施工、路橋養(yǎng)護(hù)等影響交通正常運(yùn)行的交通管制信息。n展示方式6.2 信息發(fā)布技術(shù)3.VMS信息傳輸方法n普通電話線通信控制n光纖網(wǎng)絡(luò)通信控制6.2 信息發(fā)布技術(shù)二、個性化信息發(fā)布技術(shù)n個性化的交通信息發(fā)布顯然與交通廣播不同，目的是針對用戶的特征、所在位置、交通出行等特點(diǎn)，采用用戶喜歡的方式發(fā)布出行過程所經(jīng)過中感興趣的交通信息。6.2 信息發(fā)布技術(shù)n 1廣播數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)布技術(shù) 調(diào)頻副載波FM、數(shù)字音頻廣播DAB、移動多媒體廣播CMMB均具有數(shù)據(jù)發(fā)布的功能，針對交通信息的特征，對信息進(jìn)行分類編碼和對道路分段進(jìn)行編碼，只

15、要車上裝有上述終端，就能在收聽廣播、觀看電視的同時接收動態(tài)交通信息的發(fā)布。n2車載導(dǎo)航技術(shù) 車載終端目前應(yīng)用最為成熟的為車載導(dǎo)航，它主要依據(jù)車輛實(shí)際的行駛位置，然后通過預(yù)先描繪好的電子地圖數(shù)據(jù)庫實(shí)行地圖匹配，得出車輛在路網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的位置，動態(tài)顯示車輛在路網(wǎng)中的行駛狀況，并給出車輛達(dá)到目的地的行駛路徑以及達(dá)到相應(yīng)路段后的路徑誘導(dǎo)，將這些信息反饋給駕駛員。6.2 信息發(fā)布技術(shù)三、動態(tài)交通圖形化發(fā)布技術(shù) n在智能手機(jī)與移動網(wǎng)絡(luò)全面普及的時代，衍生了動態(tài)交通圖形化發(fā)布技術(shù)，即虛擬情報板這種個性化信息發(fā)布技術(shù)。n虛擬情報板以類似路邊可變情報板的變形圖形式，在圖形相應(yīng)地點(diǎn)通過智能移動終端（包括手機(jī)、PDA、

16、車載終端）軟件在智能終端（本節(jié)后面簡稱智能手機(jī)）屏幕上顯示，向用戶提供動態(tài)交通信息，讓駕駛員動態(tài)調(diào)整出行線路，節(jié)約出行時間。n動態(tài)圖形化發(fā)布不僅能夠涵蓋圖形化路況信息，還能及時反饋交通事故、道路施工、匝道關(guān)閉等實(shí)時信息，加入語音播報功能，并可依個性化需求靈活設(shè)置屏顯時長、推送范圍等 6.2 信息發(fā)布技術(shù)虛擬情報板特點(diǎn)n與路邊可變情報板相比，虛擬情報板沒有龐大的建設(shè)成本，圖形形式與發(fā)布位置皆可靈活調(diào)整，覆蓋范圍可以遍及高速公路、快速路、地面道路，不受地形與區(qū)域限制，因此信息發(fā)布靈活、及時、全面。n與一般電子地圖提供的道路實(shí)時路況相比，虛擬情報板優(yōu)化的變形圖更為簡潔，突出了重要的交通節(jié)點(diǎn)，如快速路

17、上下匝道、越江橋隧等，且可表達(dá)出通往某一遠(yuǎn)端目的地的多條路徑選擇。6.2 信息發(fā)布技術(shù)一、定位技術(shù) n衛(wèi)星定位技術(shù)n組合定位技術(shù) n室內(nèi)高精度定位技術(shù) 6.3 動態(tài)交通誘導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)n衛(wèi)星定位技術(shù)n 6.3 動態(tài)交通誘導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)n組合定位技術(shù)n所謂組合定位技術(shù)就是結(jié)合GPS定位和其他定位方法，提高定位系統(tǒng)可靠性的一個技術(shù)。常見的組合定位技術(shù)有“GPS+陀螺（角加速度傳感器）”，“GPS+無線信標(biāo)”等。n“無線信標(biāo)”是一種單向短距無線通信技術(shù)，它與GPS 一起構(gòu)成了“組合定位系統(tǒng)”，在連續(xù)定位層面由GPS完成，由無線信標(biāo)完成高可靠性的點(diǎn)定位。這兩種定位技術(shù)可以互相補(bǔ)充，極大地提高了定位的可靠性。6

18、.3 動態(tài)交通誘導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)n室內(nèi)高精度定位技術(shù)n隨著無線城市的建設(shè)，wifi的覆蓋越來越廣，不僅包括一些公共娛樂場所，還包括樞紐、車站、室內(nèi)停車場等區(qū)域，這為基于wifi的室內(nèi)導(dǎo)航提供了基礎(chǔ)。n室內(nèi)環(huán)境下無線信號的信號強(qiáng)度在短距離范圍內(nèi)與傳播距離存在衰減模型關(guān)系，通過信號強(qiáng)度可以計算傳播距離，因此可以采用以信號強(qiáng)度(RSS)為基礎(chǔ)的定位技術(shù)。6.3 動態(tài)交通誘導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)二、路徑尋優(yōu)技術(shù)n是依據(jù)車輛定位子系統(tǒng)所確定的車輛在網(wǎng)絡(luò)中的位置和出行者輸入的目的地，結(jié)合交通數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)傳輸?shù)穆肪W(wǎng)交通信息，為出行者提供能夠避免交通擁擠、減少延誤及高效率到達(dá)目的地的行車路線。6.3 動態(tài)交通誘導(dǎo)關(guān)鍵技術(shù)6.

19、4 停車誘導(dǎo)系統(tǒng)n停車誘導(dǎo)系統(tǒng)是協(xié)調(diào)靜態(tài)交通與動態(tài)交通的協(xié)調(diào)平衡的有效手段，它是綜合智能交通系統(tǒng)中的一個組成部分，以促進(jìn)停車場及相鄰道路的有效利用為目的，通過可變信息板、車載信息發(fā)布裝置、互聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)平臺等多種方式向駕駛員提供停車場的位置、使用情況、路線以及相關(guān)道路信息，誘導(dǎo)駕駛員最有效地找到停車場的系統(tǒng)。車位空閑信息車位空閑信息車位預(yù)定付費(fèi)車位預(yù)定付費(fèi)信息交互信息交互停車時間記錄停車時間記錄費(fèi)用計算費(fèi)用計算避免逃費(fèi)避免逃費(fèi)路線誘導(dǎo)路線誘導(dǎo)設(shè)備和人員管理設(shè)備和人員管理違法車輛查找違法車輛查找停車誘導(dǎo)能解決的問題二氧化碳排放量至少減少一半綠色環(huán)保，低碳節(jié)能，減少因駕車者四處尋找車位而帶來的環(huán)境污染 停車資源得到最優(yōu)配置，緩解交通壓力定位和報告非法汽車實(shí)時掌握停車位空閑情況，進(jìn)行交通疏導(dǎo)提高車位的使用率，增加收入減少管理人員數(shù)量及降低管理費(fèi)用 杜絕不收費(fèi)或少收費(fèi)行為，增加收入 進(jìn)行運(yùn)營數(shù)據(jù)智能分析，提高運(yùn)營效率信息發(fā)布方式多種多樣預(yù)定車位且在線支付誘導(dǎo)最佳路線，進(jìn)場快速找到空閑車位，出場快速找到所停車輛對停車場對監(jiān)管部門對駕駛員對環(huán)境優(yōu)勢優(yōu)勢分析分析停車誘導(dǎo)優(yōu)勢系統(tǒng)功能車位空閑識別及查找通過車位傳感器，識別各個停車場的車位空閑狀態(tài)，實(shí)時發(fā)通過車位傳感器